Има обаче лагери. И не някакви, но съвсем сигурни. Те са издръжливи, но не са вечни и когато се провалят, е невъзможно без разбиране на същността на въпроса. Е, за професионалните ремонтници това е просто обикновен въпрос.
Как работи лагер
В съвременните автомобилни двигатели коляновите и разпределителните валове се поддържат почти изключително от плъзгащи лагери. Подвижните лагери (съчмени, ролкови, иглени) се използват за такива цели само в двигатели на малки мотоциклети.
Необходимата производителност на плъзгащите лагери се постига чрез използването на така наречения ефект на маслен клин. Когато гладкият вал се върти, маслото се подава към пролуката между вала и отвора. Тъй като натоварването, действащо върху вала, причинява ексцентричното му изместване, маслото като че ли се изтегля в стесняващата се част на процепа и образува маслен клин, който не позволява на вала да влезе в контакт със стените на отвора. Колкото по-голямо е налягането и вискозитетът на маслото в процепа, толкова по-голямо натоварване (докато повърхностите влязат в контакт) може да издържи плъзгащият лагер.
Действителното налягане на маслото в клиновата зона достига 50-80 MPa (500-800 kg/см2), а в някои конструкции дори повече. Това е стотици пъти по-високо, отколкото в системата за доставка. Въпреки това, не трябва да се мисли, че налягането на захранването има малък ефект върху работата на лагера. Колкото по-голям е той, толкова по-интензивно маслото се изпомпва през лагера и толкова по-добро е неговото охлаждане.
При определени условия може да се наруши минималният режим на триене (наричан още течност). Това се случва, когато вискозитетът на маслото намалява (например поради прегряване поради недостатъчно захранване) и скоростта намалява с увеличаване на натоварването.
Често, особено след ремонт на двигателя, се отразява и неоптималната геометрия на монтажа. С леко отклонение на формата на повърхностите от цилиндричната, с несъответствие на осите и други дефекти в частите, локално увеличение на специфичното натоварване (тоест натоварването, свързано с площта на повърхността) над допустимата граница е възможно. Тогава масленият филм на тези места става тънък и повърхностите на вала и лагера започват да се докосват по микрограпавините. Възниква полутечен режим на смазване, характеризиращ се с увеличаване на триенето и постепенно нагряване на лагера. Освен това, това може да доведе до така нареченото гранично триене с пълен контакт на повърхностите, което ще доведе до прегряване, захващане (захващане), захващане, топене и разрушаване на лагера.
Ясно е, че режимът на гранично триене е неприемлив при експлоатация. Въпреки това се появява, когато доставката на масло е нарушена и това най-често се случва поради липсата му в картера, тоест или поради недоглеждане на водача, или ако масленият картер е повреден в резултат на удар в препятствие .
Полутечният режим на смазване е допустим само за кратко време, когато няма време да повлияе на износването на лагера. Пример е стартирането на студен двигател. Вярно е, че тук има друга опасност: при много ниски температури маслото може да е твърде вискозно и нормалното му снабдяване се възстановява за дълго време (20-30 секунди или повече). Тук вече полутечната смазка може значително да повлияе на износването на частите.
Подобряването на автомобилните двигатели е свързано с постоянно увеличаване на честотата на въртене и увеличаване на мощността. В същото време се наблюдава увеличаване на компактността на конструкциите, включително намаляване на ширината и диаметъра на лагерите. Това означава, че специфичните напрежения във възела се увеличават. И тъй като натоварването върху лагера по време на работа на двигателя се променя циклично по големина и посока, така нареченият отказ от умора на частите става реален. Необходими са специални дизайни, материали и технологии, за да се осигури работа на лагера при тези условия.
Как работи
Обикновено лагерите на коляновия вал в съвременните двигатели се изработват под формата на тънкостенни облицовки или втулки с дебелина 1,0-2,5 мм (рядко повече). Корпусите на главния лагер на коляновия вал са направени по-дебели поради необходимостта от поставяне на кръгъл жлеб за подаване на масло към лагерите на свързващия прът. Общата тенденция е намаляване на дебелината на облицовките, която сега е средно 1,8-2,0 мм за основните лагери и 1,4-1,5 мм за лагерите на биелни. Колкото по-тънки са облицовките, толкова по-добре прилягат към повърхността на корпуса (леглото), толкова по-добро е разсейването на топлината от лагера, толкова по-точна е геометрията, колкото по-ниска е допустимата хлабина и шум по време на работа, толкова по-голям е ресурсът на сглобяване.
За да може облицовката да приеме точно формата си, когато е монтирана в леглото, в свободно състояние тя трябва да има налягане по диаметъра на леглото (т.нар. изправяне) и нецилиндрична форма с променлив радиус. Освен това, за добро прилягане към повърхността и за да се предпази от завъртане, е необходима и намеса по дължината на облицовката - тя се нарича изпъкналост. Всички тези параметри зависят от дебелината, ширината и диаметъра на облицовките, докато изправянето е средно 0,5-1,0 mm, а изпъкналостта -0,04-0,08 mm. Въпреки това, за надеждна работа на лагера, това все още не е достатъчно. В близост до конектора дебелината на облицовките е намалена с 0,010-0,015 мм, за да се избегне надраскване на тези места. Те могат да се появят поради деформация на отвора в корпуса под действието на работното натоварване, когато работният просвет в лагера е малък.
Материалите за вложки могат да варират. Изборът им е обвързан с материала на коляновия вал и неговата термична обработка, степента на форсиране на двигателя и даден ресурс. До известна степен тук се отразяват и традициите на автомобилната компания.
Вложките винаги се правят многопластови. Основата на облицовката е стоманена лента, която осигурява здравина и сигурно прилягане в кутията. Слой (или слоеве) от специален антифрикционен материал с дебелина 0,3-0,5 mm се нанася върху основата по различни начини. Основните изисквания за антифрикционен материал са ниско триене на вала, висока якост и топлопроводимост (тоест способност да провежда добре топлина от повърхността към корпуса на лагера). На първото изискване най-добре отговарят меките метали, като сплави с високо съдържание на калай и олово (по-специално добре познатите бабити).
В миналото бабитите са били широко използвани при двигатели с ниска мощност и ниска скорост. С увеличаване на натоварванията здравината на такива облицовки с дебел слой бабит се оказа недостатъчна. Проблемът беше решен чрез замяна на целия този слой с един вид сандвич - оловно-калаен бронз, покрит с тънък (0,03-0,05 мм) слой от същия бабит. Подложката е станала многопластова. В съвременните двигатели втулките "стомана-бронз-бабит" обикновено се правят 4-слойни (под бабита все още има много тънък подслой от никел) и дори 5-слойни, когато върху работната повърхност се нанася тънък слой калай за подобряване на спускането.Така изглеждат лагерите на много чужди двигатели.
Наред с това широко се използват и стоманено-алуминиеви облицовки. Антифрикционният материал тук са алуминиеви сплави с калай, олово, силиций, цинк или кадмий, както със, така и без покрития. Най-често в световната практика се използва алуминиева сплав с 20% калай без покритие. Издържа добре на високите натоварвания и скорости на съвременните двигатели, включително дизелови, като в същото време има задоволителна "мекота". Въпреки това, алуминиево-стоманените лагери са по-твърди от лагерите с бабит (или с покритие от бабит) и следователно са по-податливи на задраскване при условия на недостатъчно смазване.
Спомагателните и разпределителните валове на двигателите се въртят като правило с по-ниска честота от коляновия вал и изпитват много по-ниски натоварвания, така че условията на работа са по-лесни. Втулките и втулките на тези валове обикновено са направени от материали, подобни на описаните по-горе. Освен това тук понякога се използва бабит или бронз без покритие. Често тези лагери изобщо нямат втулки или облицовки и се образуват директно чрез пробиване на отвори в главата на цилиндъра. При такива конструкции главата е изработена от сплав от алуминий със силиций, която има добри антифрикционни свойства.
Общото за лагерите на съвременните двигатели, особено що се отнася до лагерите на коляновия вал, е съответствието на материала и конструкцията на лагерите с материала и работните условия на вала (обороти, натоварвания, условия на смазване и др.). Следователно не може да се препоръча произволна смяна на части, когато например по време на ремонт са монтирани облицовки от друг двигател. В противен случай издръжливостта на ремонтирания модул може да бъде много кратка. За да вземете решение за такава стъпка, трябва да имате подходяща информация.
Вложките са много прецизни (прецизни) части. За да се гарантират малки (но доста специфични - средно 0,03-0,06 мм) работни хлабини в лагерите, по време на производството дебелината на облицовката се поддържа с точност около 5-8 микрона, а дължината е 10-20 микрона. Нарушаването на тези изисквания може да доведе до промяна в работния просвет в лагера или прилягането на облицовката в корпуса, което е неприемливо поради намаляване на надеждността и експлоатационния живот на целия двигател като цяло.
Кой ги произвежда
Сложността на целия спектър от проблеми, свързани със създаването на висококачествени автомобилни плъзгащи лагери, доведе до факта, че тяхното производство постепенно се прехвърля към специализирани фирми. В чужбина много от тези фирми едновременно произвеждат други части за двигатели, а доставките отиват както до конвейерите на автомобилните заводи, така и до резервни части. Някои фирми от този вид са част от добре познати транснационални производствени и търговски корпорации. От световните производители на лагери за двигатели трябва да се отбележи преди всичко Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. През последните години лагерите започнаха да се произвеждат и от такива фирми - "светила" като Mahle и Goetze. Сред "младите" си струва да се спомене специализираната компания King (Израел),
Повечето от изброените производители произвеждат огромна гама от лагери и доставят своите продукти като резервни части навсякъде, включително и на нашия пазар (чрез дилъри или търговци на едро). По принцип, разбира се, това са лагери за чужди двигатели - европейски, японски и американски.
В продажба можете да намерите облицовки както със стандартни, така и с различни ремонтни размери (обикновено не повече от 0,75 мм) за най-често срещаните модели на Audi-Volkswagen, BMW, Mercedes, Ford, Opel, Fiat ", "Toyota", "Nissan", " Мицубиши", "Мазда" и др. За по-рядко срещани модели, както и ако е необходимо да закупите облицовки с по-голям ремонтен размер, обикновено трябва да направите поръчка и да изчакате средно 5-10 дни (за различните търговски компании тези условия са различни).
Качеството на такива продукти обикновено не подлежи на съмнение нито по отношение на геометрията, нито по отношение на материалите. Въпреки че, ако има избор и съмнения на кой производител да се даде предпочитание, трябва да се има предвид следното. Фирми като например Kolbenschmidt, Glyco, Glacier са сред основните доставчици на масово производство. Когато купувате техните продукти, можете дори да получите същите облицовки, които са били на двигателя "от раждането". Разликата ще е само в отсъствието на емблемата на производителя на автомобила върху новите части. Между другото, търсенето на "родни" (или така наречените оригинални) облицовки с ремонтни размери може да бъде проблематично. Не всички автомобилни компании доставят ремонтни вложки за резервни части, а цената на вложките в "оригиналната" опаковка обикновено е много по-висока, отколкото директно от техния производител.
Вложките от други, по-малко известни компании обикновено са по-евтини, въпреки че е трудно да се открият разлики в качеството. Освен това, ако има избор, тогава можете да опитате да вземете предвид условията на работа на автомобила. И така, сравнително евтините облицовки, колкото и да е странно, малко по-добре издържат на нискокачествени масла и маслени филтри, "разхождащи се" в нашите магазини и пазари, отколкото по-скъпите стоманено-бронзови бабитови. Това, по-специално, показа практиката да се използват стоманено-алуминиеви облицовки от компанията King при ремонта вместо стандартни бронзово-бабитови - такава подмяна не уврежда надеждността на двигателите, но позволява значителни спестявания.
Някои от изброените фирми произвеждат облицовки за нашите машини. На нашия пазар вече можете да намерите тези продукти за двигатели VAZ, произведени от Clevite, Bimet и Glacier. Разбира се, те са значително по-скъпи от домашните. Въпреки това, спестяването на облицовки при ремонт на домашни двигатели не си струва. Сравнение с вносни продукти, местните обикновено не се издържат. Отклоненията в дебелината за някои от нашите търговски екземпляри достигат 25-30 микрона вместо 8 микрона, регулирани с толеранс. В резултат на това, след затягане на капака, вътрешната повърхност на лагера придобива неправилна форма, при която, например, празнина от 0,07-0,09 mm в една секция на лагера може дори да се превърне в намеса в друга.